Електромагнітні реле змінного струму

Реле змінного струму складається з таких же деталей, що і реле постійного струму. Відмінність полягає в тому, що сердечник, ярмо і якір цього реле виготовляються з листової електротехнічної сталі з метою зменшення втрат на гістерезис і вихрові струми.

Оскільки активний опір котушки реле значно менше індуктивного опору, то активним опором можна нехтувати. Отже, напруга U, що прикладається до котушки реле, врівноважується ЭДС самоіндукції в обмотці:

де — частота змінного струму; Ф — магнітний потік; — число витків котушки реле, звідки

З цієї формули видно, що магнітний потік не залежить від магнітного опору повітряного зазору Я3, а отже, і від розміру повітряного зазору. Тому електромеханічна характеристика реле матиме вид прямої, паралельній осі абсцис.

При змінному струмі, що намагнічує, сила тяжіння мінятиметься згідно із законом

де Fтах — амплітуда сили тяжіння.

Шляхом простих тригонометричних перетворень цієї формули можна показати, що сила тяжіння змінюється від нуля до максимуму з подвійною частотою. Коли сила тяжіння рівна нульовому значенню, пружина прагне відтягнути якір назад, тому відбувається вібрація якоря і навіть іскріння контактів, що повторюється з частотою зміни сили тяжіння F.

Для усунення даного явища реле виготовляються або з двома обмотками, або з додатковою короткозамкнутою обмоткою.

На практиці частіше застосовується інша конструкція реле змінного струму. Полюс такого реле роздвоєний. На одну з половин насаджується короткозамкнутий мідний виток (мал. 36, а).

Магнітний потік Ф у кінця сердечника разветвляется1 частина потоку Ф2 проходить половину сердечника з короткозамкнутою мідною обмоткою, а інша частина потоку Ф1 приходить через вільну половину. Ці потоки зрушені по фазі щодо один одного на певний кут.

Зрушення по фазі відбувається унаслідок того, що потік Ф2 наводить ЭДС і в мідному короткозамкнутому витку. Отже, в нім виникає струм, який у свою чергу створює також магнітним потік.

Мал. 37. Конструктивна схема реле змінного струму з роздвоєним полюсом (а) і графік сил тяжіння в магнітопроводах реле (б).

Електромагнітні реле змінного струму набули меншого поширення, чим реле постійного струму, із-за властивих ним недоліків: вібрації якоря, великої складності і високої вартості при виготовленні, меншої сили тяжіння якоря

Магнітоелектричні реле

Магнітоелектричні реле за принципом роботи і пристроєм в основному аналогічні звичайним магнітоелектричним приладам електровимірювань відмінність полягає в тому, що замість стрілки є важіль, на якому укріплений пересувний контакт реле.

Схема конструкції реле приведена на мал. 38, Рамка 1 при пропусканні через неї струму повертається в магнітному полі, що створюється полюсами 2 і 2' постійні магніти. На важелі 3, який механічно пов'язаний з рамкою, є контакт 4, який замикається з одним з нерухомих контактів 5. При зміні полярності струму рамка повертається в інший бік, і замикається інша пара контактів. Якщо сигнал зняти, то рамка під дією пружини повертається в початкове положення.

Магнітоелектричні реле зазвичай ставляться в ланцюзі з плавно змінними сигналами, оскільки для них недопустиме ударне навантаження контактів. Вони є найбільш чутливими серед електромеханічних реле Потужність спрацьовування реле невелика і складає до 10~10 Вт, тому вони використовуються в основному для перемикання ланцюгів у високочутливих приладах і системах Якщо реальні фізичні процеси управління протікають плавно, то напруга, що подається на рамку реле, також змінюється плавно При певному критичному значенні контакти реле плавно замикаються, а час спрацьовування реле близький до нуля, що є вельми цінною якістю магнітоелектричних реле

Мал. 38 Конструктивна схема магнітоелектричного реле.

Якщо сигнал, що управляє, змінюється стрибкоподібно, то час спрацьовування реле визначається по формулі

де до — коефіцієнт пропорційності; — число витків реле; I — сталий струм в обмотці реле, Iср — струм спрацьовування реле